Kubernetes——storage存储原理与实战

摘要

Kubernetes对于有状态的容器应用或者对数据需要持久化的应用，不仅需要将容器内的目录挂载到宿主机的目录或者emptyDir临时存储卷，而且需要更加可靠的存储来保存应用产生的重要数据，以便容器应用在重建之后仍然可以使用之前的数据。不过，存储资源和计算资源（CPU/内存）的管理方式完全不同。为了能够屏蔽底层存储实现的细节，让用户方便使用，同时让管理员方便管理，Kubernetes从1.0版本就引入PersistentVolume（PV）和PersistentVolumeClaim（PVC）两个资源对象来实现对存储的管理子系统。

一、storage存储原理

二、storage存储实战 2.1 安装nfs存储集群

#所有机器安装

yum install -y nfs-utils

#nfs主节点

echo "/nfs/data/ *(insecure,rw,sync,no_root_squash)" > /etc/exports

mkdir -p /nfs/data
systemctl enable rpcbind --now
systemctl enable nfs-server --now

#配置生效

exportfs -r

showmount -e 172.31.0.4

#执行以下命令挂载 nfs 服务器上的共享目录到本机路径 /root/nfsmount
mkdir -p /nfs/data

mount -t nfs 172.31.0.4:/nfs/data /nfs/data

# 写入一个测试文件

echo "hello nfs server" > /nfs/data/test.txt

 2.2 原生方式数据挂载

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx-pv-demo
  name: nginx-pv-demo
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-pv-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-pv-demo
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
        - name: html
          nfs:
            server: 172.31.0.4
            path: /nfs/data/nginx-pv

三、 PV&PVC实战

PV：持久卷（Persistent Volume），将应用需要持久化的数据保存到指定位置

PVC：持久卷申明（Persistent Volume Claim），申明需要使用的持久卷规格

静态供应

#nfs主节点

mkdir -p /nfs/data/01

mkdir -p /nfs/data/02

mkdir -p /nfs/data/03

创建PV

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv01-10m
spec:
  capacity:
    storage: 10M
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /nfs/data/01
    server: 172.31.0.4（修改为自己的Ip地址）
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv02-1gi
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /nfs/data/02
    server: 172.31.0.4（修改为自己的Ip地址）
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv03-3gi
spec:
  capacity:
    storage: 3Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /nfs/data/03
    server: 172.31.0.4（修改为自己的Ip地址）

PVC创建与绑定

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 200Mi
  storageClassName: nfs

创建Pod绑定PVC

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx-deploy-pvc
  name: nginx-deploy-pvc
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-deploy-pvc
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-deploy-pvc
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
        - name: html
          persistentVolumeClaim:
            claimName: nginx-pvc

四、ConfigMap

抽取应用配置，并且可以自动更新

把之前的配置文件创建为配置集

# 创建配置，redis保存到k8s的etcd

kubectl create cm redis-conf --from-file=redis.conf

apiVersion: v1
data:    #data是所有真正的数据，key：默认是文件名   value：配置文件的内容
  redis.conf: |
    appendonly yes
kind: ConfigMap
metadata:
  name: redis-conf
  namespace: default

创建Pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
spec:
  containers:
  - name: redis
    image: redis
    command:
      - redis-server
      - "/redis-master/redis.conf"  #指的是redis容器内部的位置
    ports:
    - containerPort: 6379
    volumeMounts:
    - mountPath: /data
      name: data
    - mountPath: /redis-master
      name: config
  volumes:
    - name: data
      emptyDir: {}
    - name: config
      configMap:
        name: redis-conf
        items:
        - key: redis.conf
          path: redis.conf

检查默认配置

kubectl exec -it redis -- redis-cli

127.0.0.1:6379> CONFIG GET appendonly

127.0.0.1:6379> CONFIG GET requirepass

修改ConfigMap

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: example-redis-config
data:
  redis-config: |
    maxmemory 2mb
    maxmemory-policy allkeys-lru 

检查配置是否更新

kubectl exec -it redis -- redis-cli

127.0.0.1:6379> CONFIG GET maxmemory
127.0.0.1:6379> CONFIG GET maxmemory-policy

检查指定文件内容是否已经更新，修改了CM。Pod里面的配置文件会跟着变。配置值未更改，因为需要重新启动 Pod 才能从关联的 ConfigMap 中获取更新的值。 原因：我们的Pod部署的中间件自己本身没有热更新能力。

五、Secret

Secret 对象类型用来保存敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 SSH 密钥。 将这些信息放在 secret 中比放在 Pod 的定义或者 容器镜像 中来说更加安全和灵活。

kubectl create secret docker-registry leifengyang-docker \
--docker-username=leifengyang \
--docker-password=Lfy123456 \
--docker-email=534096094@qq.com

##命令格式
kubectl create secret docker-registry regcred \
  --docker-server= \
  --docker-username= \
  --docker-password= \
  --docker-email=

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: private-nginx
spec:
  containers:
  - name: private-nginx
    image: leifengyang/guignginx:v1.0
  imagePullSecrets:
  - name: leifengyang-docker

博文参考